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科技部(bù)專(zhuān)項:“先進結構與複合材料(liào)”部(bù)分項目國家重點研發計劃

來源(yuán):中國妖精影院樹脂網(wǎng) 2022-03-10 10:17:19

日前(qián),科技部印發了24個“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計劃重點專項2022年度項目申報指南(征求意見稿),重點針(zhēn)對專項指南方向(xiàng)提出的(de)目標指標和相關內容的合理性、科學性(xìng)、先進性等方麵聽取各方意見。本文整理了涉及塑料行業關於“先進結(jié)構與複合材料”部分項目國家重(chóng)點研發計劃(以下序號為通知原稿序號)。詳情如下所示。

1.高性能高分子材料及其複合材料

1.1大絲束碳纖(xiān)維及複合材料低成本高效製備技術(典型應用示範)

研究內容:針對現代交通和能源裝備等對低成本輕量化發(fā)展需求(qiú),開(kāi)展大絲束(48K及(jí)以上(shàng))碳(tàn)纖維大規模高(gāo)效率高穩定性(xìng)和高適配(pèi)性製備、大絲束纖維展紗和織造損傷控製、可調幅寬多軸向織物裝備(bèi)及織物高效率穩定製備、大(dà)克重比長(zhǎng)適用期非熱壓灌成(chéng)型預浸料設(shè)計和製備等技術研究,形成相應材料標準和工藝(yì)規範,建立應用數據集;開展大(dà)絲束碳纖維(wéi)及織物大斷麵多腔異(yì)型複雜結構件快速拉擠成型技術和大克重(chóng)比預(yù)浸料大型複(fù)雜構件真空成型技術研究,完成高速軌道交通、風電葉片(piàn)、無人機、商用車輛(liàng)典型構件設計和(hé)性能驗證(zhèng)。

考核指標:大絲(sī)束碳纖維:單線產(chǎn)能≥2000噸/年(48K及(jí)以(yǐ)上),最大線速度可達15米(mǐ)/分鍾,拉伸強度(dù)≥4000兆帕,模量220-260吉帕(可調);多軸向織物:門幅寬度在50-100英(yīng)寸(1270-2540毫米)可調;預浸料:單位麵密度精度±2.5%,真空成型20毫米複合材料板孔隙率≤1.5%,層間剪切強度≥70兆帕;拉擠製品:製件寬度≥500毫米、厚度≥100毫(háo)米,腔體數量≥4個,拉擠成型效率≥0.3米/分鍾,孔隙率≤2%;典型構件:滿(mǎn)足高(gāo)速軌(guǐ)道交通、風(fēng)電葉片、無人機、商用(yòng)車輛應用的設計(jì)要求(qiú),減重效率達到20%以(yǐ)上(shàng),較小絲束纖維(12K及(jí)以下)和織物及傳統熱壓成型成本降低50%以上;形成5-7項標(biāo)準或規範。

1.2特(tè)種工程塑料薄(báo)膜(mó)製備技術開發與產業化(共性關鍵技術(shù))

研究內容:針對高性能裝備輕量化對於耐高溫(wēn)、耐(nài)老化、高強度超(chāo)薄工程塑料薄膜的需求,開展(zhǎn)芳雜環薄(báo)膜專用樹脂的結(jié)構設計,研究芳雜環聚合物縮聚反應中的副反應機理及其對聚合物鏈結構、聚集態結構及(jí)宏觀物理性能的影響規律,優化並確定(dìng)樹脂妖精影院、精製及後處理工藝參數,實現產品批次穩定性精(jīng)細(xì)控製,突(tū)破反應放大過程中的(de)聚合物結構、組成精細控製技術、專用(yòng)料複配技術(shù)以及加工穩定性控製技術,完成(chéng)高性能薄膜的連(lián)續加工,並(bìng)在軌道交通、空天裝備和電子電氣等領域通過驗證。

考核指標:半(bàn)結晶型聚芳醚酮薄膜專用料玻璃化轉變溫度和熔點分(fèn)別大於150攝氏度和(hé)370攝氏度,拉伸強度≥110兆帕(pà),無(wú)定形聚(jù)芳醚酮(tóng)薄膜專(zhuān)用料玻(bō)璃化轉變溫度≥260攝氏度(dù),拉伸強度≥100兆帕,建成100噸/年薄膜專用樹脂的示範生(shēng)產線;高性能聚芳醚酮(tóng)薄(báo)膜拉伸強度≥90兆帕、厚度≤6微米,建成1萬平(píng)方米/年生產(chǎn)示範裝置;形成2-3項薄膜的生產和(hé)應用規範或者標準。

1.5聚乳酸(suān)的(de)規模化製備技術(shù)及關鍵單體丙交酯的一步法產業示範(典型應用示範)

研究(jiū)內容:針對生物降解聚乳酸產業發展中的規模化放大、丙交酯可控製備和應用推廣等關鍵瓶頸問(wèn)題,開發聚乳酸規模化生產工藝高(gāo)效催(cuī)化體係,設計並優(yōu)化脫水、裂解與聚合過程(chéng)中的裝(zhuāng)備與工藝參數,降低反應(yīng)過程中聚合物的消旋化,解決15萬噸級規模聚合過程中的傳(chuán)質、傳熱、反(fǎn)應活性等核心問題,製備高旋(xuán)光純度(dù)、高分子量、窄分布、低單體含量樹脂;研究乳酸“一步法”製備聚合級丙交酯的催(cuī)化關鍵工藝技術,明晰催化劑結構(gòu)-催化條件-產物性能間的關係,建立千(qiān)噸級(jí)中試示範生產線;開展高性能聚乳酸改性樹脂(zhī)研究,優化成核劑、擴鏈(liàn)劑等助劑體係以及成型工藝,製備具有(yǒu)優異力學強度、高耐(nài)熱、高抗(kàng)衝改性樹脂,應(yīng)用於工程塑料領域,開(kāi)發聚乳酸淋膜、雙向拉伸膜以及熔噴(pēn)非織造布等(děng)成型工藝(yì)研究,拓展聚乳酸應用領域。

考核指標:建立15萬噸/年聚乳酸產業化生(shēng)產(chǎn)線。聚乳酸熔體流動速率2-5克/10分鍾(190攝氏度,2.16千克),單體殘留量(liàng)≤0.5%,旋(xuán)光純度≥99.5%,熔點≥178攝氏度;建立不低於1千噸/年一步法丙交酯示範生產線,停留時間≤30分鍾,全程收率≥98%,丙交酯純度≥99.5%;聚乳酸工程塑料專用樹脂,拉伸(shēn)強度≥100兆帕(pà),缺口衝擊(jī)強度≥12千焦/平方米(mǐ),維卡軟化溫(wēn)度≥200攝(shè)氏度,濕熱老化500小時後拉伸強度(dù)保持率≥90%;聚乳酸紙塑複合材料:剝離力≥1牛/15毫米,聚乳酸雙向拉伸薄膜:拉伸強度≥100兆帕,斷裂伸長率≥20%,霧度≤5%,聚乳(rǔ)酸熔噴非織造布:克重≤40克/平方米,濾效≥99.5%(0.3微米)。

5.先進工程結(jié)構材料

5.2海洋工程用熱塑性複合材料筋材及(jí)其應用技術研究(典型應用示範)研究內容:針對海洋工程建設對高耐腐蝕與長壽命結構材料的需求,研發纖維增強聚丙烯/尼龍(lóng)基等熱塑性(xìng)樹脂基複合(hé)材料筋材的高效製備成型技術;研究海洋環境下熱塑性複合材料筋材的長期性能及其(qí)提升關鍵技術;研究預應力與(yǔ)非預應(yīng)力熱塑(sù)性複合材料筋材增強混(hún)凝(níng)土結構的設計方法與(yǔ)工業化建造(zào)技術;開展熱塑性複合材(cái)料筋材在海港碼頭等海洋工程建設中的示範應用。

考核指標:研製出具有自主知識產權的熱塑性複合材料筋材製備裝備(bèi)1套,筋材成型速率≥0.5米/分鍾;筋材最大(dà)規格公稱直徑≥20毫米,筋材纖維浸漬度≥90%、纖維(wéi)體積含量≥60%;碳(tàn)纖維筋材的拉伸模量≥130吉帕、拉伸強(qiáng)度≥2400兆帕;玻璃纖維筋材拉伸(shēn)模量≥50吉帕(pà)、拉伸強度≥800兆帕,熱成型彎折段的拉伸強度≥40%直筋強度;帶肋(lèi)筋材與混凝土的平均粘結強度(dù)≥8兆帕;預(yù)應(yīng)力筋材用工程化(huà)錨(máo)具體係的錨具效率係數≥0.95;碳(tàn)纖維與(yǔ)玻璃纖(xiān)維筋材60攝氏度海水浸泡2000小時後(hòu)拉伸強度保(bǎo)留率分別≥90%與≥80%;海(hǎi)洋環境下碳纖維與(yǔ)玻璃纖維筋材的長期拉(lā)應力限值(zhí)分別(bié)≥70%與≥30%拉伸強度標準(zhǔn)值;開發熱塑性複(fù)合材料筋材製備新技術、新產品≥4項,編製產品、海洋工程(chéng)結構設計等標準≥2部,實現在海港碼頭、海洋平台等海(hǎi)洋工程建設中的示範應用≥4項(至少1項采用工業化建造技術)。

7.基於材(cái)料基因工程的結構與複合材料

7.6基(jī)於智能化設計(jì)與製(zhì)備(bèi)的樹(shù)脂基複合材料(liào)研發(共性(xìng)關鍵(jiàn)技術)

研究內容:麵(miàn)向空間應用(yòng)領域等(děng)重大工程對樹脂基先進複合材料與構件製(zhì)備(bèi)自主可控的重大(dà)需求,針對該類材料高性能化、輕(qīng)量化(huà)和大尺寸結構製造及性能穩(wěn)定性的迫切要求,突破自動化與智能化(huà)實(shí)驗技術,開發製備樹脂基複合材料的標準化和智能化裝備;開發數據自動采集技術,建立(lì)材料數據庫(kù);發展具有(yǒu)自動適應和自主(zhǔ)決策能力(lì)的機器學習算(suàn)法,突破樹脂基複合材料設計和優化中的多目標、多變量、偏好性和動態性等技術瓶頸;研(yán)究材料強度、模量、韌性等服(fú)役性能與(yǔ)材料成(chéng)分(fèn)、結構(gòu)、加工工藝、微觀形貌的關聯規律(lǜ),建立材料自主設計和優化迭代(dài)的智能化(huà)開發流程和應用(yòng)平台;開發應用於空間應用領域(yù)新型高性能樹(shù)脂基(jī)複合材料產品。

考核指(zhǐ)標:開發樹脂基複合材料(liào)標準樣品自動化製備實驗裝置≥2台(套),建立樹脂基複合材料(liào)數據庫1個和涵蓋從材料設計到應用全流程的智能化研究平(píng)台1個;開發2-3種(zhǒng)高性能樹脂基複合材料,室溫拉伸強(qiáng)度(dù)≥1800兆帕(pà),拉伸模量≥100吉帕(pà),層間剪切強度≥80兆帕(pà);1.8兆帕下熱變形溫度≥300攝氏度,耐低溫性能≤-100攝氏度。應用於火箭等飛行器關鍵(jiàn)部件,滿足溫度衝擊(jī)、加速度、振動等工況(kuàng)實驗要求,完成(chéng)裝機裝配和地麵試驗驗證(zhèng)。

8.青(qīng)年科學家項目

8.1高性(xìng)能芳雜環(huán)聚合(hé)物結(jié)構設計與纖維成型新方法

研究內容:針對空天裝備等領域對高性能有機纖維的需求,設計新型芳雜環聚合物,開發妖精影院新方法,改善聚合物(wù)溶解性及加工性,研究纖維製備過程中溶(róng)膠-凝膠轉變、高分子鏈結(jié)構及(jí)凝聚態結構演變規律(lǜ),揭示多級結構與纖維性能的內在關係,獲得耐候性好、強度高和界麵(miàn)性能(néng)優良的(de)高(gāo)性能芳雜環纖維及製(zhì)備技術。考核指標:設計(jì)3-5種新型芳雜環(huán)聚合物分(fèn)子和新妖精影院方法,芳雜環聚合物纖維(wéi)斷裂強度≥4.5吉帕,初始模量≥200吉(jí)帕,起始分解溫度≥500攝(shè)氏度,玻璃化(huà)轉變溫度≥300攝氏度,複合材料界麵(miàn)剪切強(qiáng)度較PBO纖維增強材料提高(gāo)≥20%,紫外老化性能較PBO纖維提升≥30%。

8.2高耐磨(mó)聚四氟乙烯專用料(liào)及其在軸承領域應用

研究內容(róng):針對耐磨潤滑軸承(chéng)領域對(duì)高性能氟碳(tàn)基特種工程塑料的需求,開發聚四氟乙烯(PTFE)及其專用料改性技術,研究材料結構與線膨脹係數、抗蠕變性能、耐磨(mó)性能之間的關係(xì),研究多尺度、複雜體係(xì)增強複合材料耐蠕變、耐磨損性、載荷(hé)性(xìng)的調控機製,通過對相關樹脂進行結構設計、聚合體係改進和後(hòu)處理工藝(yì)優化,得到適合於軸承(chéng)應用專用樹脂,並在耐磨潤滑軸承領(lǐng)域得到試用。

考核指標:PTFE改性材料性能(néng)達到:拉伸強度≥30兆帕,摩擦係數≤0.04,磨損量(liàng)<1×10-5立方毫米/(牛·米),邵氏硬度≥50兆帕,導熱係數≥0.35瓦/(米·開爾文)(125-250攝氏度),含水率<0.015wt%,收縮率<4.0%,完成高性能氟碳基樹脂在下遊軸承(chéng)等領域的應用評價。


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